Spontaneous sparse learning for PCM-based memristor neural networks

记忆电阻器 神经形态工程学 计算机科学 可控性 人工神经网络 反向传播 人工智能 过程(计算) 电子工程 工程类 数学 应用数学 操作系统
作者
Dong‐Hyeok Lim,Shuang Wu,Rong Zhao,Jung‐Hoon Lee,Hae-Yong Jeong,Luping Shi
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:12 (1) 被引量:26
标识
DOI:10.1038/s41467-020-20519-z
摘要

Neural networks trained by backpropagation have achieved tremendous successes on numerous intelligent tasks. However, naïve gradient-based training and updating methods on memristors impede applications due to intrinsic material properties. Here, we built a 39 nm 1 Gb phase change memory (PCM) memristor array and quantified the unique resistance drift effect. On this basis, spontaneous sparse learning (SSL) scheme that leverages the resistance drift to improve PCM-based memristor network training is developed. During training, SSL regards the drift effect as spontaneous consistency-based distillation process that reinforces the array weights at the high-resistance state continuously unless the gradient-based method switches them to low resistance. Experiments show that the SSL not only helps the convergence of network with better performance and sparsity controllability without additional computation in handwritten digit classification. This work promotes the learning algorithms with the intrinsic properties of memristor devices, opening a new direction for development of neuromorphic computing chips.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小吕完成签到,获得积分10
刚刚
haha完成签到 ,获得积分10
刚刚
ding应助2259778949采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
积极涵阳发布了新的文献求助10
1秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
akz发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
rocio应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
干净的琦应助科研通管家采纳,获得20
2秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
干净的琦应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
干净的琦应助科研通管家采纳,获得20
2秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
干净的琦应助科研通管家采纳,获得30
2秒前
童diedie完成签到,获得积分10
2秒前
科目三应助苗条菠萝采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
爆米花应助蒋丞丞丞汁采纳,获得10
5秒前
朱朱发布了新的文献求助50
6秒前
6秒前
6秒前
SciGPT应助cyhisdog采纳,获得10
7秒前
如意听筠完成签到,获得积分10
8秒前
嘟嘟拉拉hh完成签到,获得积分10
8秒前
华仔应助lydiaabc采纳,获得10
10秒前
10秒前
小小月发布了新的文献求助10
10秒前
MemGallery发布了新的文献求助10
12秒前
yuan完成签到,获得积分10
13秒前
han完成签到,获得积分10
13秒前
笨笨的寒烟完成签到,获得积分10
14秒前
高分求助中
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 1000
Relationship between smartphone usage in changes of ocular biometry components and refraction among elementary school children 800
The SAGE Dictionary of Qualitative Inquiry 610
Signals, Systems, and Signal Processing 610
An Introduction to Medicinal Chemistry 第六版习题答案 600
应急管理理论与实践 530
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6335875
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8151850
关于积分的说明 17119973
捐赠科研通 5391447
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2857587
邀请新用户注册赠送积分活动 1835162
关于科研通互助平台的介绍 1685903